FIRE SAFETY ANALYSIS IN SEMI-DETACHED HOUSES: COMPUTATIONAL SIMULATION WITH FIRE DYNAMICS SIMULATOR (FDS) SOFTWARE

Abstract

Objective: The objective of this study is to investigate the effectiveness of constructive barriers (compartmentalization) in containing the spread of fire between semi-detached single-story houses. Theoretical Framework: The research focuses on the importance of fire safety in single-story semi-detached houses, highlighting the vulnerability of these buildings and their occupants to fires. The study covers concepts of computer simulation and fire behavior in buildings. Method: The methodology adopted for this research involves computer simulations using the Fire Dynamics Simulator (FDS) software to analyze different fire scenarios. Data collection was performed using outputs generated by the FDS and Smokeview (SMV). Results and Discussion: The results obtained revealed that: in the scenario where there is no compartmentalization between the semi-detached dwellings, the spread of fire occurs through the gap between the ceiling and the roof, revealing that this is the point of greatest vulnerability in the building; and, in the scenarios where there is some type of compartmentalization, the spread of fire is significantly delayed. Simulations with the FDS enabled predictions of fire behavior, temperatures, and Heat Release Rate (HRR) in the scenarios analyzed. Research Implications: The practical and theoretical implications of this research are discussed, providing insights into how the results can be applied or influence practices in the field of design development based on the performance of buildings in fire situations. These implications may include the development of safer designs and the promotion of fire safety guidelines for semi-detached residential buildings in Brazil. Originality/Value: This study contributes to the literature by advancing fire safety studies based on building performance. The relevance and value of this research are evidenced by the use of the FDS in conjunction with Brazilian fire safety standards.

Alternate abstract:

Objetivo: O objetivo deste estudo é investigar a eficácia de barreiras construtivas (compartimentação) na contenção da propagação do incêndio entre habitações térreas geminadas. Referencial Teórico: A pesquisa fundamenta-se na importância da segurança contra incêndios em habitações térreas geminadas, destacando a vulnerabilidade destas edificações e seus usuários a incêndios. São abordados conceitos de simulação computacional e comportamento do incêndio em edificações. Método: A metodologia adotada para esta pesquisa compreende simulações computacionais utilizando o software Fire Dinamicys Simulator (FDS) para analisar diferentes cenários de incêndio. A coleta de dados foi realizada por meio dos outpus gerados pelo FDS e Smokeview (SMV). Resultados e Discussão: Os resultados obtidos revelaram que: no cenário que não há nenhum tipo de compartimentação entre as habitações geminadas, a propagação do incêndio ocorre pelo vão entre o forro e a cobertura, revelando que este é o ponto de maior vulnerabilidade da edificação; e, nos cenários que há algum tipo de compartimentação, a propagação do incêndio é retardada significativamente. As simulações com o FDS permitiram prever o comportamento do fogo, temperaturas e taxa de liberação de calor (HRR) nos cenários analisados. Implicações da Pesquisa: As implicações práticas e teóricas desta pesquisa são discutidas, fornecendo insights sobre como os resultados podem ser aplicados ou influenciar práticas no campo de desenvolvimento de projetos baseadas no desempenho de edificações em situações de incêndio. Essas implicações podem abranger o desenvolvimento de projetos mais seguros e promover diretrizes de segurança contra incêndio em edificações residenciais geminadas no Brasil. Originalidade/Valor: Este estudo contribui para a literatura com o avanço de estudos de segurança contra incêndio baseado no desempenho de edificações. A relevância e o valor desta pesquisa são evidenciados pelo uso do FDS em conjunto com as normas de segurança contra incêndio do Brasil.

Alternate abstract:

Objetivo: El objetivo de este estudio es investigar la efectividad de las barreras constructivas (compartimentación) en la contención de la propagación del fuego entre casas adosadas de una sola planta. Marco Teórico: La investigación se centra en la importancia de la seguridad contra incendios en viviendas adosadas de una sola planta, destacando la vulnerabilidad de estos edificios y sus ocupantes a los incendios. Abarca conceptos de simulación por ordenador y el comportamiento del fuego en edificios. Método: La metodología adoptada para esta investigación consiste en simulaciones por computadora con el software Fire Dynamics Simulator (FDS) para analizar diferentes escenarios de incendio. La recopilación de datos se realizó utilizando los resultados generados por el FDS y Smokeview (SMV). Resultados y Discusión: Los resultados obtenidos revelaron que: en el escenario donde no existe compartimentación entre las viviendas adosadas, la propagación del fuego se produce a través del espacio entre el techo y la cubierta, lo que revela que este es el punto de mayor vulnerabilidad del edificio; y, en los escenarios donde existe algún tipo de compartimentación, la propagación del fuego se retrasa significativamente. Las simulaciones con el FDS permitieron predecir el comportamiento del fuego, las temperaturas y la tasa de liberación de calor (HRR) en los escenarios analizados. Implicaciones de la investigación: Se discuten las implicaciones prácticas y teóricas de esta investigación, brindando perspectivas sobre cómo los resultados pueden aplicarse o influir en las prácticas en el desarrollo de diseños basados en el comportamiento de los edificios en situaciones de incendio. Estas implicaciones pueden incluir el desarrollo de diseños más seguros y la promoción de directrices de seguridad contra incendios para edificios residenciales adosados en Brasil. Originalidad/Valor: Este estudio contribuye a la literatura al impulsar los estudios de seguridad contra incendios basados en el desempeño de los edificios. La relevancia y el valor de esta investigación se evidencian en el uso del FDS en conjunto con las normas brasileñas de seguridad contra incendios.